-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Immobilisierungswaffe.
-
Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung allgemein den Bereich nicht tödlich wirkender Waffen
zur Immobilisierung eines lebenden Ziels zur Festnahme, und insbesondere
eine solche Waffe mit einem Projektil und zur Verwendung auf lange
Distanz konfiguriert, bevorzugt aus einem Schießgewehr oder einer ansonsten
tödlichen
Waffe und mit Drähten,
die an eine Hochspannungsquelle gebunden sind, und ein Paar Verbindern
zum Aufbringen der Spannung durch das Ziel, wobei der Abstand zwischen
den Verbindern am Ziel im Wesentlichen konstant ist, ungeachtet
der Entfernung zum Ziel.
-
Der
TASER®,
eine Marke für
eine Waffe zur Immobilisierung und Festnahme, ist eine Waffe, die elektrische
Energieimpulse ausgibt, um menschliche Angreifer kampfunfähig zu machen,
die eine geringere Letalität
hat als herkömmliche
Feuerwaffen. Seit den späten
1970er Jahre fingen Exekutivorgane an, den TASER als Feuerwaffenersatz
in bestimmten Konfrontationssituationen einzusetzen, die ansonsten
die Verwendung tödlicher
Schlagkraft rechtfertigen konnten. Zum Beispiel gegen mit Messern
bewaffnete Angreifer im Nahbereich. Diese Organe haben den TASER
auch erfolgreich eingesetzt, um Verletzungen sowohl bei Beamten,
Angreifern und Unbeteilgten in Situationen zu vermeiden, wo die
Verwendung von herkömmlichen
Feuerwaffen entweder undurchführbar
oder ungerechtfertigt gewesen ist. Die für den TASER charakteristische
nahezu unmittelbare Wirkung zur Kampfunfähigkeit wurde eingesetzt, um
einen Angreifer außer
Gefecht zu setzen, der eine Glasscherbe an den Hals einer Geisel
hält, ohne
dass es bei der Geisel zu einer körperlichen Verletzung kommt,
um zu verhindern, dass ein wütender
Elternteil sein Kind von einer Höhe
wirft, um einen Selbstmörder
vom Sprung in die Tiefe abzuhalten, um unbewaffnete Kampfgenossen zu überwältigen,
ohne dass es zu schweren körperlichen
Verletzungen beim Beamten oder Angreifer kommt, ohne Kummer für Familie
und Freunde und weniger bedeutend, ohne Kosten für die Gemeinschaft durch medizinische
Behandlung, Zeitausfall und/oder die dauernde Behinderung zuvor
produktiver Gemeinschaftsmitglieder. Außerdem kann der TASER, im Gegensatz
zu herkömmlichen
Feuerwaffen, verwendet werden, um Luftpiraterie zu vereiteln, ohne
Risiko, dass ein versehentlich abgegebenes Projektil zu Druckabfall
in der Kabine führt.
-
Wegen
der Grenzen der Materialtechnik hatte der TASER jedoch während etwa
20 Jahren seiner Herstellung signifikante Probleme mit der Zuverlässigkeit
und Waffenversagen hat zu verhängnisvollen Folgen
geführt.
Ein Hauptproblem mit der Waffe TASER war der begrenzte Bereich des
TASER. Der Bereich des TASER, wie er bis heute gefertigt wird, liegt zwischen
einem Minimum von 3 Fuß (0,92
m) und einem Maximum von 15 Fuß (4,6
m), mit einem effektiven Bereich von 3 bis 12 Fuß (0,92 bis 3,66 Metern). Dies
hat die Verwendung von TASER auf sehr begrenzte, spezielle und definierte
taktische Situationen beschränkt.
Die Gesellschaft kann offensichtlich enorm von einem TASER profitieren,
der zu einer breiteren Anwendung in Konfrontationssituationen in der
Lage ist. Eine zweites Problem mit TASER ist die Neigung der Isolierung
des Waffenableitungsdrahts zum Bruch unter der Belastung des Ausgabestroms des
TASERs.
-
Patent
Nummer 3,803,463 von John H. Cover vom 9. April 1974 beschreibt
eine Waffe zur Immobilisierung und Festnahme bestehend aus Mitteln zum
Anschließen
einer Energieversorgung, in der Lage zur Abgabe eines elektrischen
Stroms, der ausreicht zum Immobilisieren, aber geringer ist als
der Schwellenstrom, der erforderlich ist, um Ventrikelfibrillation
(Kammerflimmern) bei einer normalen gesunden Person auszulösen, auf
ein entferntes Ziel mittels eines ansonsten harmlosen Projektils
und Verbindungsdrahts. Diese Erfindung wurde als die Waffe TASER® vermarktet
(Patent Nummer 4,253,132), anschließend vergeben an John Cover am
24. Februar 1981, beschreibt verschiedene Hochspannungsenergieversorgungen,
die in dieser Waffe verwendet werden können, wenn sie menschliche
Ziele überwältigt. Ein
menschliches Ziel kann mit viel geringeren Spannungen außer Gefecht
gesetzt werden. Siehe Underwriters Laboratory Research Bulletin
Nr. 14, Dezember 1939, und den Zeitschriftenaufsatz Let-Go Currents
and Voltages von C.F. Dalziel und F.P. Massoglia, Nachdruck von
Applications and Industry, veröffentlicht
vom American Institute of Electrical Engineers, Mai 1956. Wie in
den Patenten angegeben ist es jedoch wünschenswert, eine hohe Spannungsabgabe
zu haben, die durch die Atmosphäre überschlagen
kann und dadurch Impedanzen und Widerstände zwischen dem Projektilkontakt
und dem Ziel überwinden
kann, ohne den langsames Projektil/Elektrokontakt, was vermutlich
nicht in der Lage ist, das Ziel ernsthaft zu verletzen, in das Ziel
tatsächlich
einzudringen oder zu kontaktieren. Wenn zum Beispiel ein Projektil
in eine Falte eines Kleidungsstücks
des menschlichen Ziels eindringt, kann ein durch die Atmosphäre überschlagender Strom
geeigneter Länge
noch den Kreis schließen. Bei
der dicken Oberbekleidung, die bei kälterem Klima im Winter häufig getragen
wird, ist ein minimaler Ausgabebogen von 1 1/2'' (3,81
cm) am Ziel in hohem Maß wünschenswert.
John Cover hat anschließend
das Patent Nummer 5,078,117 erhalten, das eine Vorrichtung beschreibt
zum Antreiben eines Projektils durch Freisetzung eines Druckgasvolumens
aus einem Behälter,
der durch eine pyrotechnische Detonation zerstört wird, und die zur Verwendung
mit der Waffe zur Immobilisierung und Festnahme, die in Patent Nummer
3,803,463 beschrieben ist, geeignet ist.
-
Während die
Patente ein Einzelleiterdrahtverbindungssystem zur Abgabe der Leistungszufuhr an
das Ziel mit einer Erdleitung zum Schließen des Schaltkreises beschreiben,
war dieses Einzelleiterdrahtsystem unpraktisch zur allgemeinen Überwältigung
von menschlichen Zielen, wenn man den hohen elektrischen Widerstand
von Pflastermaterial wie Asphalt und Bodenbelagsmaterialien wie
Keramikfliesen und Holz, berücksichtigt
und wurde bisher nicht hergestellt, außer als Versuchsmodell, das
zum Einfangen von großen
Säugern
in offenem Gelände
vorgesehen ist. Siehe An Electronic Means Of Immobilizing Deer von
D.A. Jessup, D.V.M. und W.E Clark, B.A. erhältlich vom Staat Kalifornien,
Amt für
Fischerei und Jagd. Während
das in den Patenten beschriebene Einzelleiterdrahtsystem zur kapazitiven
Aufladung des Ziels theoretisch möglich ist, wurde seine Entwicklung
wegen der Undurchführbarkeit
nicht unternommen. Dementsprechend wurde die Waffe nur mit einem
Abgabesystem bestehend aus einem Einzelleiterdraht entwickelt und
produziert, der einen der beiden Pole der Quelle mit dem Ziel verbindet
und einem separaten Einzelleiterdraht, der den anderen Pol der Quelle
mit dem Ziel verbindet und den elektrischen Kreis schließt, das
heißt,
einem Abgabesystem mit Drahtpaar, worin jeder Draht einen Einzelleiter
enthält.
-
Felddaten
legen nahe, dass, wenn Waffen zur Immobilisierung und Festnahme
mit einem Abgabesystem mit paarweisem Draht gefertigt werden, worin
jeder Draht einen einzelnen Leiter enthält, und solche Waffen eine
Chance haben sollen, dass sie zuverlässig wirksam sind, ist ein
elektrischer Weg von mindestens einigen Zoll durch ein menschliches Ziel
und zwischen den Kontakten des Waffenprojektils und Anhängen am
Ziel höchst
wünschenswert.
Es ist nicht nur die Leistungszufuhr, sondern die Leistungszufuhr
gekoppelt mit einem geeigneten Weg im Ziel, der zu einer wirksamen
Waffe zur Immobilisierung und Festnahme führt. Sowohl die Länge des elektrischen
Weges, die Anwendungsdauer und der spezielle Bereich der Anatomie,
der vom Strom durchquert wird, sind Faktoren, die zur Wirksamkeit der
Waffe beitragen.
-
Der
TASER wurde ursprünglich
als Handwaffe und potentiell verborgen zu tragende Vorrichtung konzipiert.
Ein Zweck des TASER war, eine leicht zu verbergende Waffe von geringem
Gewicht zur Verfügung
zu stellen, die zur Vereitelung von Flugzeugentführungen eingesetzt werden kann,
ohne dass ein Risiko besteht, dass ein Waffenprojektil das Flugzeug durchdringt
und zu Druckabfall führt,
was zu katastrophalen Folgen führt.
Dementsprechend konnten aus praktischen Gründen die elektrisch entgegengesetzten
Projektile mit ihren Verbindungsdrähten nicht in geeigneter Weise
voneinander beabstandet werden, wenn sie den Abschussteil der Waffe
verlassen. Die Waffenentwickler haben deshalb die Waffe so konstruiert,
dass die beiden Projektile und ihre Verbindungsdrähte kontinuierlich
voneinander beabstandet werden können,
während
sie zwischen der Abschussvorrichtung der Waffe und dem Ziel fliegen.
-
Der
TASER wie er bis heute hergestellt wird enthält in seinem Kunststoffgehäuse eine
oder mehrere Öffnungen,
in die eine Patrone eingesetzt wird. Beim Einschalten setzt der
TASER ein Treibmittel frei, das aus den Bohrungen in der Patrone
zwei elektrisch leitfähige
Pfeile ausstößt, deren
Verbindungsleiterdrähte
an der elektrischen Energieversorgung der Vorrichtung angebracht
sind. Die Pfeile verlassen die Kassette durch separate Austrittsbohrungen,
die Durchmesser von 6 mm aufweisen und die ungefähr 6 mm voneinander beabstandet
sind. Eine Austrittsbohrung ist entlang der horizontalen Ebene der
Abschussvorrichtung positioniert. Die zweite Austrittsbohrung ist
in einer vertikal von der ersten Bohrung beabstandeten Position
und treibt einen Pfeil relativ zum anderen Pfeil in einem spitzen
Winkel. Wenn die Pfeile ihre entsprechenden Bohrungen verlassen, nehmen
sie kontinuierlich eine zunehmende Entfernung zueinander ein, wenn
sie sich dem Ziel nähern. Wenn
beide Pfeile das menschliche Ziel treffen, fließen elektrische Impulse hoher
Spannung, geringer Stromstärke
und geringer Energie kurzzeitig zwischen den Pfeilen durch das Ziel
und als Folge der physiologischen Wirkung des elektrischen Stroms mit
Schwächung
der Skelettmuskeln und/oder Schmerzen, erfährt das Ziel eine erkennbare,
vorübergehende,
ambulante Wehrlosigkeit.
-
Dieses
Verfahren, das den Pfeifen erlaubt, sich kontinuierlich weiter voneinander
zu entfernen, nachdem sie den Abschussteil des TASERs verlassen
haben und auf ihrem Flug zum Ziel sind, weist eine Reihe von Nachteilen
auf. Erstens schränkt
es den Bereich des TASER stark ein. Sowohl der minimale wie der
maximale Bereich sind beeinträchtigt.
In Abhängigkeit
vom Winkel zwischen den Bohrungen verteilen sich die Pfeile in nahen
Bereichen nicht weit genug, um einen angemessen langen Stromweg durch
das Ziel zu gewährleisten,
wenn der Schütze nicht
das Glück
hat, einen besonders empfindlichen Bereich des Körpers zu treffen. Bei weiteren
Bereichen haben sich die Pfeile zu weit voneinander entfernt, dass
sie das Ziel wie notwendig treffen, um den Stromweg durch das Ziel
zu schließen.
Zum Beispiel hat der TASER wie er bis heute gefertigt wird, einen Winkel
von fünfzehn
Grad zwischen den Austrittsbohrungen. Wenn die Pfeile jeweils fünf Fuß (1,52
m) zum Ziel wandern, werden die Pfeile ungefähr 1,3 Fuß (0,4 m) weiter voneinander
getrieben. Dies kann den effektiven Minimalbereich der Vorrichtung
auf drei Fuß (0,92
m) vom Ziel einschränken
und seinen effektiven maximalen Bereich auf 15 Fuß (4,6 m)
vom Ziel. In einer Entfernung von fünfzehn (15) Fuß (4,6 m)
sind die Pfeile ungefähr
3,9 Fuß (1,19m)
auseinander und treffen wahrscheinlich nicht beide ein Ziel wie
einen Menschen oder ein kleines Tier, um den Kreis zu schließen. Der
beste Funktionsbereich des TASER liegt von 3 bis 12 Fuß (0,92
bis 3,66 m). Daher weist der TASER wie er entwickelt und hergestellt ist,
eingeschränkte
taktische Anwendbarkeit auf.
-
Zweitens
ist es, bei dem Winkel zwischen den Pfeilen wie angegeben, wenn
die Person, die den TASER einsetzt, die Waffe beim Abfeuern nur leicht
kippt oder anwinkelt, wahrscheinlich, dass der aus der gewinkelten
Bohrung austretende Pfeil horizontal abweicht und das Ziel vollständig verfehlt,
was den Schaltkreisweg uneffektiv offen lässt und eine Gefahr besteht,
dass der fehlgeleitete Pfeil einen Unbeteiligten trifft, wobei potentielle
Verletzungen und/oder katastrophale Konsequenzen folgen. Siehe den
Zeitschriftenaufsatz The Taser Weapon: A New Emergency Medicine
Problem von Eric M. Koscove, M.D. Annals of Emergency Medicine,
Band 14, Dezember 1985.
-
Drittens
passen diese Winkelabschusspfeile nicht durch die Bohrung der meisten
herkömmlichen Feuerwaffen.
Herkömmliche
Feuerwaffen sind allgemein viel weniger schwach als der TASER aus
Kunststoff und doppelte Einsatzfähigkeit
der Feuerwaffen könnte
die Geräteausgaben
für finanziell
belastete Kommunen und Regierungseinrichtungen reduzieren. Wenn
außerdem
die TASER-Patronen aus herkömmlichen
Feuerwaffen abgeschossen werden könnten, würde dies der Person, die die
Feuerwaffe einsetzt, die Option erlauben, sie mit weniger als tödlichen
Folgen einzusetzen, zum Beispiel in Friedensmissionen bei Bürgerunruhen.
Militär
und Gesetzeshüter
haben wenig ungenutzten Raun in ihren Fahrzeugen oder an ihrer Person,
um separate nicht tödliche
Waffen zu tragen. Im Falle einer fehlgeschlagenen TASER-Abfeuerung
und einer eskalierenden Bedrohung, könnte tödliche Kraft unmittelbar eingesetzt werden.
Außerdem
kann unter Berücksichtigung
der verschiedenen Größen und
Formen der verschiedenartigen Tiere, die aus allerlei Gründen eingefangen werden
müssen,
eine Waffe, die solche Projektile auswirft und verteilt, schwierig
einzusetzen und ansonsten unpraktisch zur Tierbekämpfung und
für den Lebendfang
von Tieren sein.
-
Über fünfunddreißig Prozent
der Haushalte in den Vereinigten Staaten besitzen Feuerwaffen. Siebenundzwanzig
Prozent besitzen Gewehre. Diese Haushalte enthalten 192 Millionen
Feuerwaffen. Fünfundsechzig
Millionen sind Handfeuerwaffen. Achtundzwanzig Millionen sind halbautomatische Waffen.
Neunundvierzig Millionen sind Gewehre. Vierundfünfzig Prozent dieser Besitzer
geben zu, dass ihre Feuerwaffen un verschlossen aufbewahrt werden.
Zwanzig Prozent der Besitzer geben zu, dass ihre Feuerwaffen unverschlossen
und geladen aufbewahrt werden. Hunderte von Kindern sind in den
vergangenen Jahren bei Schießunfällen gestorben,
noch mehr wurden verletzt. Sechsundvierzig Prozent der Besitzer
geben an, dass sie sich ihre Feuerwaffen zugelegt haben, um sich
selbst gegen Kriminelle zu schützen.
-
Wenn
diese Feuerwaffen ausschließlich
mit Munition geladen werden, die nur ein Projektil mit geringer
Geschwindigkeit abfeuert oder abschießt, das ein Paar elektrischer
Kontakte enthält,
könnten
versehentliches Anschießen
von Kindern und Todesfälle stark
reduziert oder ganz vermieden werden.
-
Wenn
die Kontakte auch Teil der zuvor beschriebenen Waffe zur Immobilisierung
und Festnahme sind, können
die Feuerwaffen noch wirksam verwendet werden, um ihre Besitzer
gegen Kriminelle zu schützen.
Besitzer haben eine Abneigung, ihre Feuerwaffen einzuschließen, wegen
der auftretenden Zeitverzögerung,
wenn die Feuerwaffen aus der Verschlussaufbewahrung geholt werden
müssen,
wenn eine imminente Bedrohung einer ernsten körperlichen Verletzung besteht.
-
Wenn
die Drähte
nicht auf ihren maximalen Bereich und Länge entfaltet sind, können sie
von der Patrone über
den Unterteil der Öffnung
oder Mündung
hängen
und liegen oft schlaft am Boden nahe beieinander oder ruhen aufeinander
oder überlappen sich
sogar über
Teilen ihrer Länge.
Dementsprechend muss jeder einzelne Leiterdraht vom anderen isoliert
sein, um zu verhindern, dass der überspringende Ausgabestrom
des TASER einen Kurzschluss zwischen den Drähten bildet, bevor der Kreis
durch das Ziel geschlossen ist. Selbst wenn jedoch die Wände der
paarweisen Leiter zusammen ausreichende Isolierung gegen einen Ausgabebogen
zwischen den Leitern ergeben, bringt das beschriebene Verfahren
zur Pfeilausgabe die Drähte
auf Millimeter zu einem der Pat ronenöffnungskontakte. Die notwendigerweise
nicht isolierten Kontakte, die in den rechtwinkligen Öffnungen
des TASER liegen, und die die Patronedrähte mit den Polen der Energieversorgung
verbinden, sind in einem nahezu maximalen Abstand in den Öffnungen,
so dass der Bogen am Ziel eine so lange Entfernung wandern kann,
wie die Waffenkonstruktion es erlaubt. Diese Nähe zwischen einem nicht isolierten
Kontakt und einem entgegengesetzten Draht führt zu häufigen elektrischen Kurzschlüssen zwischen
dem Kontakt und dem Draht und einem Verlust an elektrischer Energie
am Ziel.
-
Aufgrund
der Tatsache, dass es kommerziell unpraktisch ist, mehr als marginal
gegen die Ausgabepotentiale des TASER zu isolieren, die typischerweise
50 kV übersteigen,
wenn der TASER eine Handwaffe und leicht zu verbergende Vorrichtung bleiben
soll, wird dieses Problem verschärft
und andere Probleme treten auf.
-
In
einem Ansatz, die geringen Kraftfaktoren beizubehalten, die als
notwendig für
ein Waffenabgabesystem angesehen wird, das verborgen getragen werden
kann, von dem angenommen wird, dass es ein menschliches Ziel nicht
ernsthaft verletzen kann, das aber auch in der Lage ist, ein Projektil
in einem praktischen Bereich auf ein Ziel zu treiben, ist es wünschenswert,
eine kleine Treibmittelladung zu verwenden und ein leichtgewichtiges
Projektil mit Leiteinrichtungen, die stark genug sind, dass sie
bei der Abschusskraft nicht brechen, aber ein geringes Volumen aufweisen.
Zum Beispiel werfen TASER, wie sie derzeit gefertigt werden, zwei
bewehrte Pfeilchen, die jeweils 1,4 Gramm wiegen, zu einem Ziel
mit einer Mündungsgeschwindigkeit
von 200 fps (61 m/s) durch die Explosionskraft von 4/5 Grain eines
rauchlosen Pulvertreibmittels aus. Einen 36 AWG (American wire gauge,
Drahtmaß)
Kupferleiter mit einem Durchmesser von 4 mil (Millizoll) zieht jedes
Pfeilchen hinter sich her. Die Pfeilchen, die mit nicht isoliertem
30 AWG Einzelleitermagnetdraht versehen sind, können über 15 Fuß (4,6 m) zu einem Ziel fliegen,
mit ausreichend Kraft, dass sie mit dem Ziel in Kontakt bleiben.
Doch die Pfeilchen treffen nicht generell mit einer Geschwindigkeit
auf, die es ihrem Hauptkörper
ermöglicht,
die menschliche Haut zu durchdringen, das heißt 125 bis 170 fps (38 bis
52 m/s). (Siehe interne Mitteilung der United States Consumer Product
Safety Commission (Verbraucherschutzbehörde) vom 7. November 1975 adressiert
an Tom Mackay von Jeanette Michael und Zitaten der B.A.T.F. Korrespondenz,
die Standards von der Office of the Surgeon General, U.S. Department
of Army angibt).
-
Deshalb
ist beim Isolieren der an den TASER-Pfeilchen anhängenden
Drähte
außerdem
zu berücksichtigen,
dass die Isolierung nicht wegen ihres zusätzlichen Gewichts oder ihrer
Starrheit, den Bereich oder die Aufprallgeschwindigkeit der Pfeilchen
signifikant reduziert. Der isolierte Draht muss auch kompakt genug
bleiben, dass Dutzende Fuß von
Draht in den Patronen einer kleinen verdeckbaren Waffe verstaut
werden können
und die Waffe im Markt wirtschaftlich ist, während sie die Feuerwaffenklassifikation
einhält.
(Siehe allgemein Waffenklassifikationen, Besteuerungen und Anforderungen
an Protokollführung
und Schriftwerk im Omnibus Crime Control and Safe Streets Act 1968
kodifiziert und geändert
durch die Titel 1 und 2 des Gun Control Act 1968 P.L. 90–618, 18
USC 921–928
und 18 C.F.R. 178.11–178.129
und 18 C.F.R. 179.11–179.163).
-
Hochwertige
dielektrische Stoffe, die kommerziell einsetzbar sind und ansonsten
zum Extrudieren des Drahtleiters für TASER praktisch sind, wie Tefzel,
sind mit maximaler dielektrischer Stärke von ungefähr 2000
Volt/Millizoll und einem dielektrischen Nennwert von 2,7 erhältlich.
Die ASA definiert die dielektrische Stärke eines Materials als den
maximalen Potentialgradienten, den das Material ohne Bruch aushalten
kann. Wenn jedoch Tefzel mit geeigneter Wanddicke extrudiert wird,
dass es eine dielektrische Stärke
von 50 kV aufweist, das ist ein Draht mit 25 Millizoll Isolierwand
oder ein Draht mit 54 Millizoll Außendurchmesser, wird die Drahtisolierung
zu starr und schwer und ergibt einen Widerstand, der sowohl den
Bereich als auch die Aufprallgeschwindigkeit der TASER-Pfeilchen stark reduziert,
wenn sie durch Explosion von 4/5 Grain rauchlosem Pulver angetrieben werden.
Außerdem
ist der Draht viel zu voluminös
für eine
Unterbringung in den TASER-Patronen. Die TASER-Patronen können nur jeweils insgesamt
32 Linearfuß (9,76
m) eines Einzelleiterdrahts mit einem Gesamtdurchmesser von 20 Millizoll
aufnehmen.
-
Dementsprechend
müssen
diese dielektrischen Materialien auf den Leitern mit Gesamtwanddicken
zwischen den Drähten
extrudiert werden, die nur marginal gegen Kurzschluss zwischen den
angehängten
Leitern schützen
und dann nur unter Berücksichtigung
von Luftspalten und den kurzen Anwendungszeiten des TASER. Typischerweise
weisen die TASER-Drähte
Isolierwände
aus Tefzel auf, die im Dickenbereich von 6,5 Millizoll bis 8 Millizoll
oder Nennwerten von 13 kV bis 16 kV dielektrischer Stärke liegen.
Die beiden Isolierwände
auf den Drähten
und jeglicher Luftspalt zwischen den Drähten ergeben den Gesamtwiderstand
gegen Stromleitung zwischen den Drähten oder eine minimale dielektrische Stärke zwischen
den Drähten
von nur 26 kV bis 32 kV, unter der Annahme, dass kein Luftspalt
zwischen den Drähten
vorhanden ist. Das Waffen- und Patronengehäuse sind aus isolierendem Kunststoff
gebildet, um zu verhindern, dass der 50 kV Ausgabestrom durch den
Waffenbediener kurzgeschlossen wird. Selbst Kunststoffgehäuse mit
hoher Schlagfestigkeit mit Dicken für tragbare Handwaffen können jedoch keine
beträchtlich
signifikanteren pyrotechnischen Explosionen zum Abschuss der Pfeilchen
und Drähte enthalten.
-
Weil
die Isolierwand auf einem Einzelleiter erkennbar nicht so bemessen
ist, dass sie gegen Ausgabepotentiale von TASER isoliert, können Kurzschlüsse zwischen
einem Gegendraht und einer nicht isolierten Öff nungsplatte selbst bei minimalen Drahtausdehnungen
auftreten. Wenn außerdem
der Kreis sich in gleicher Weise am Ziel öffnet oder durch eine höhere Luftimpedanz
am Ziel überschlägt, können Kurzschlüsse zwischen
den Drähten
auftreten, bevor der Ausgabestrom das angepeilte Ziel erreicht. Auch
Drahtfehler wie ein als Folge des Herstellungsgeräts in der
Isolierung abweichender Leiter, können die Isolierwanddicke reduzieren
und/oder Koronaaufbau zwischen dem Isolator und Leiter begünstigen und
zu Kurzschlüssen
zwischen den Drähten
führen, selbst
wenn die Impedanz an den Zielen nicht notwendigerweise die Isolationsnennwerte
der Drähte übersteigt.
Der Kreis kann sich am Ziel mit Unterbrechungen öffnen, zum Beispiel, wenn ein
Ziel mit voluminöser
Kleidung sich am Boden windet. Wenn jedoch der Draht permanent bricht
oder reißt
und an der Mündung,
an der Erde oder ansonsten zwischen den Drähten Kurzschluss auftritt,
wenn sich der Kreis erst am Ziel öffnet oder erst durch eine
höhere
Impedanz am Ziel überspringt,
kann die Energieausgabe am Ziel permanent enden.
-
Ferner
können
wegen des Phänomens
der Kriechwegbildung, Oberflächenübersprünge speziell mit
leitfähigem
Kohlenstoffaufbau durch wiederholte Abfeuern die TASER-Öffnungen
verunreinigen, die in aktueller Fertigung aus isolierendem und hoch schlagfestem
Kunststoff gebildet sind, wie ABS und Noryl und den Ausgabestrom
von der Versorgung kurzschließen
können,
bevor er das Ziel erreicht.
-
Es
ist deshalb in hohem Maß wünschenswert,
eine Waffe zur Immobilisierung und Festnahme auszubilden, worin
die Verbindung entgegengerichteter Pole einer Energieversorgung
mit einem entfernten Ziel mittels eines einzigen Projektils oder
Geschosses erfolgt. Ein solches Waffenprojektil kann a) ein zweites
Geschoss oder Projektil abschießen
oder sich an oder nahe dem Ziel darin aufteilen, das einen Zufuhrkontakt
enthält,
der dem verbleibenden Kontakt in dem abgeschossenen oder anderen
abgetrennten Geschoss oder Projektil entgegengerichtet ist und b)
das mit den entgegengerichteten Polen der Waffenenergieversorgung
mittels eines Paars isolierter angehängter Leiter verbunden ist,
die das Projektil/Geschoss oder Abschussvorrichtung in einem festen
Abstand voneinander ausgeben, und nicht ausgelegt sind, dass sie
sich in einem festen Winkel voneinander trennen. Dies kann den Wirkungsbereich des
TASER stark verbessern. Die gewünschte
Kontaktpunktverteilung kann dann an oder nahe dem Ziel erreicht
werden und der Waffenbereich wird theoretisch unbegrenzt.
-
Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Immobilisierungswaffe
mit einem maximalen Wirkungsbereich von mehr als siebzehn Fuß (5,20
m) zur Verfügung
zu stellen.
-
Es
ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Immobilisierungswaffe zur Verfügung
zu stellen, worin zwei Verbinder am Ziel im Wesentlichen im selben
Abstand voneinander sind, ungeachtet der Entfernung des Ziels.
-
Es
ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Immobilisierungswaffe zur Verfügung
zu stellen mit einem Projektil, das von einem Gewehr oder einer
ansonsten tödlichen
Waffe abgeschossen werden kann.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine elektrisch induzierende Immobilisierungswaffe
des Typs zur Verfügung
gestellt, bei dem ein drahtgebundenes Geschoss entlang eines Wegs
in Richtung auf ein zu immobilisierendes lebendes Ziel getrieben wird,
wobei die Waffe aufweist:
ein Paar von Verbindern zum Anlegen
einer hohen Spannung an ein Fernziel an beabstandeten Punkten auf
dem genannten Ziel;
ein Geschoss mit den genannten Verbindern
in nahem Verhältnis
zueinander während
Bewegung zu dem genannten Ziel an dem genannten entfernten Standort;
und
eine sekundäre
Antriebseinrichtung, die auf den Abstand zwischen dem genannten
Geschoss und dem genannten Ziel reagiert, um Trennung der genannten Verbinder
voneinander in der Nähe
des genannten Ziels zu veranlassen.
-
Bevorzugt
umfasst das Paar Verbinder einen ersten Verbinder an dem genannten
Geschoss zur Anhaftung an dem Ziel an einer ersten Stelle; und
einen
zweiten Verbinder, der in dem genannten Geschoss untergebracht ist
zur Anhaftung an dem Ziel an einer zweiten Stelle, die von der genannten
ersten Stelle beabstandet ist.
-
Das
sekundäre
Antriebseinrichtung umfasst einen Durchgang innerhalb des Geschosses,
wobei der Durchgang ausgerichtet ist, um den genannten zweiten Verbinder
in eine Richtung zu leiten, die sich in einem nicht Null darstellenden
Winkel in Bezug zum Weg des genannten Geschosses befindet.
-
Mit
Vorteil erstreckt sich der Durchtritt durch das ganze Geschoss.
-
Bevorzugt
ist der genannte nicht Null darstellende Winkel größer als
45 Grad.
-
Mit
Vorteil umfasst die Waffe ferner Mittel zum Schließen eines
Schaltkreises durch den genannten ersten Verbinder und das genannte
Ziel zum Leiten eines Stroms, um den Antrieb des genannten zweiten
Verbinders zu aktivieren.
-
Die
genannten Mittel zum Schließen
eines Schaltkreises können
ein den Durchgang bildendes leitendes Material und ein leitendes
Material umfassen, das entlang dem genannten Geschoss zwischen dem
Durchgang und einem Ende des Geschosses positioniert ist, von dem
sich der genannte erste Verbinder erstreckt.
-
Durch
Verwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine verbesserte Immobilisierungswaffe
mit einem minimalen Wirkungsbereich von nur drei Zoll (7,62 cm)
zur Verfügung
zu stellen.
-
Verwendung
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine verbesserte Immobilisierungswaffe mit einem Projektil, das
einen Verbinder zum Aufbringen einer Spannung an oder nahe dem Ziel
abschießen kann.
-
Verwendung
der vorliegenden Erfindung kann auch ermöglichen, dass eine Reduzierung
des Auftretens von Spannungsbrüchen
der Isolierung der Drähte
erreicht wird, die die Energieversorgung mit den Verbindern zum
Aufbringen einer Spannung verbinden.
-
Immobilisierungswaffen
gemäß der vorliegenden
Erfindung können
den Vorteil aufweisen, dass sie das Abschießen eines Projektils von einer Vielfalt
von Vorrichtungen ermöglichen,
die nicht Feuerwaffen sind.
-
Der
maximale Bereich der vorliegenden Erfindung ist nur durch das Einhalten
der Projektilkraftfaktoren begrenzt, die für das Ziel im Nahbereich nicht
verletzend sind. Funktionelle Ausführungsformen der verbundenen
Projektile mit Einzelversorgung, die konstruiert sind zum Abschießen oder
Auftrennen in ein zweites Projektil und die Abschussrohre mit geringer
Kraft verlassen, und doch über
den doppelten Maximalbereich des TASERs wandern, wie er derzeit
gefertigt wird, wurden schon konstruiert und erfolgreich gegen menschliche
Ziele eingesetzt. Zum Beispiel wurden funktionelle Ausführungsformen
solcher Einzelprojektile erfolgreich abgeschossen, die 0,06 kg wiegen,
die 85 Millimeter lang sind, mit einem Durchmesser von 51,86 Millimetern
und mit 4 einen Zentimeter langen Pfeilen angebracht an der Zielabsatzseite.
Ein solcher Abschuss wird durch Explosion von einem Grain Federal
209A Gewehrzündmittel
gezündet
mit Goex FFFFg Schwarzpulver mit einer Mündungsaustrittsgeschwindigkeit
von nur 33,52 m/s (110 fps) und kontaktieren und haften an einem
Ziel über
35 Fuß entfernt
von der Abschussvorrichtung. Es tritt keine Trennung der beiden
Anhängedrähte des
Projektils, die aus Einzelleitern aus 36 AWG Kupfer in einer Wand
von 8 Millizoll Tefzel enthalten sind, von der Abschussvorrichtung
oder dem Projektil auf. Dies gibt dem Projektil eine Aufprallkraft,
wo es das Abschussrohr mit nur 2,011 = 0,06 × 33,52 oder 2,011 Newton verlässt. Dementsprechend
ist es wahrscheinlich, dass mit Einstellung solcher Faktoren wie
Treibmittelladung, Drahtaußendurchmesser
und Projektilgewicht, Maximalbereiche von über 35 Fuß (10,7 m) leicht erreicht
werden können.
Die Abschusspatrone, die das Schwarzpulver enthält, wurde in eine Orion 12
Leuchtkugelabschussvorrichtung mit einem Kunststofflauf und einem
angebrachten 23 Zentimeter langen Abschussrohr konstruiert aus Standard
2'' (52 Millimeter)
PVC, 1'' (25 mm) ABS Kunststoffwasserrohr
und Klebstoffen, eingesetzt. Die Signalpistole und die Abschussvorrichtung
gaben 170 Projektile in Folge durch Explosionen von einem Grain
Schwarzpulver gezündet durch
ein Federal 209A Gewehrzündmittel
ab, ohne dass Bruch des Kunststoffes der Signalpistole oder Abschussvorrichtung
bei 250-facher Vergrößerung sichtbar
wurden. Drahtverbindung, die bei der Isolierung als Konstruktionsmerkmal
zu berücksichtigen ist,
sollte kein praktisches Hindernis für erhöhten Projektilbereich sein.
-
Drahtgeführte Geschosse
weisen Maximalbereiche bis zu 3000 Meter (9800 Fuß) auf und
sind nur durch den Bereich des Sehvermögens des Menschen begrenzt.
Jedoch bei Betrachtung zusammen mit sicherer Kraft und anderen Kraftfaktoren,
kann Drahtverbindung den ultimativen Minimalbereich beeinflussen,
aber wahrscheinlich nicht im Bereich von 0,0762 Metern bis 22,86
Metern (3'' bis 75').
-
Der
Minimalbereich ist nun nur durch das Einhalten der Kraftfaktoren
begrenzt, die für
das Ziel nicht verletzend sind und die Länge des Projektils, das das
Abschussrohr verlässt.
Das Projektil muss groß genug
sein, dass es einen Kurzschluss der Hochspannungsleistung der Versorgung
am Projektil statt durch die maximal mögliche Impedanz am Ziel verhindert,
die die anderen Konstruktionsmerkmale der Waffe ermöglichen.
Das zuvor beschriebene Projektil mit einer Länge von 76 Millimetern (ungefähr 3'') und einem Durchmesser von 51,85 Millimetern
(2'') ist groß genug,
um solches Überspringen
am Projektil zu verhindern. Mit Einstellung der Ausgabespannung
der Versorgung oder des Zweigkreises kann die Länge und der Durchmesser dieses
Projektils leicht auf Längen
von < 80 Millimetern
mit Durchmessern < 38
Millimetern reduziert werden. Dies ermöglicht, dass die gesamte Waffe
mit fester Munition von vielen herkömmlichen Waffen geladen werden
kann, wie der Gaswaffe 38 Millimeter Federal Model 203 A und der
Granatenabschussvorrichtung 40 Millimeter Colt M203, die direkt
an einen Colt M16A1 oder irgendein M16A2 Gewehr oder Karabiner angebracht werden
kann. Dementsprechend können
Waffensysteme mit verbesserter Auslegung mit Minimalbereich von
ungefähr
3'' (76 mm) konstruiert
werden.
-
Das
Hauptprojektil der Erfindung kann zum Abschießen eines zweiten Projektils
am oder nahe am Ziel vorgesehen sein, durch eine Reihe von neuen,
einfachen und kostengünstigen
Alternativen wie folgt:
- a) fortgesetztes Moment
eines zweiten Projektils, nachdem ein Abschussprojektil das Ziel
trifft. Nach diesem Verfahren ist es wünschenswert, aber nicht wesentlich,
dass das zweite Projektil vom Boden nach oben austritt über eine
Abschussprojektilbohrung, die entlang und in einem Winkel zu irgendeinem
Durchmesser des Abschussprojektils ist. Mit einer solchen Ausführungsform wird
der Einfluss der Schwerkraft auf das zweite Projektil eingesetzt,
um eine Kontaktbogenflugbahn auszubilden, statt einer potentiellen
Pfeilablenkflugbahn. Dieses Verfahren kann die Möglichkeit von Kohlenstoffverunreinigung
oder andere Kurzschlüsse
ausschalten, die in der Punktbohrung auftreten. Es ermöglicht auch,
dass die Hochspannungsausgabe aktiviert wird, bevor das Projektil
aus der Kapsel austritt oder während
es im Flug ist.
- b) Ein anderes Verfahren ist, das zweite Projektil am oder nahe
dem Ziel über
eine pyrotechnische Vorrichtung auszuwerfen, die zum Zünden durch die
Hochspannungsleistung der Energieversorgung ausgelegt oder modifiziert
ist, was einen Schaltkreis schließt und dann öffnet, um
zu ermöglichen,
dass die Ausgabeleistung durch einen Zielschaltkreis mit höherem Widerstand
schließt. Das
Abschussprojektil kann als in der Ferne selbstaktivierte Feuerwaffe
verwendet werden, die das zweite Projektil am oder nahe dem angepeilten
Ziel ausgibt. Wenn der Hochspannungsversorgungskreis vor seinem
Austritt aus der Abschussvorrichtung oder während des Flugs aktiviert wird,
kann sich der Hochspannungsbogen durch das Ziel von den Versorgungsausgabekontakten
auf der Abschussprojektilseite schließen, wenn die Kontakte in einem
ausreichenden Abstand sind, um Überspringen
durch die Atmosphäre
ohne Zielweg zu verhindern, aber ausreichend beabstandet, um Kampfunfähigkeit
des Ziels zu gewährleisten.
Wenn das Projektil sich dem Ziel nähert, schließt sich
der Bogen durch das Ziel und zündet
eine Pyrotechnik, wie ein modifiziertes Zündmittel oder eine Entladungskapsel, die
in einer gewinkelten Abschussprojektilbohrung enthalten ist, die ähnlich der
Abschussprojektilbohrung ist, die oben in Absatz a) beschrieben
wurde. Dies wirft das zweite Projektil aus der Bohrung aus, während gleichzeitig
der Versorgungsschaltkreisweg geöffnet
wird und es möglich
ist, dass der Kreis sich durch den breiteren Weg mit höherem Widerstand
schließt,
der nun durch das zweite Projektil vorhanden ist. Dies ermöglicht,
dass die Versorgungsleistung effektiv das Ziel aus bis zu ei nigen
Zoll Entfernung „fühlen" kann und automatisch
die Projektilfeuerwaffe zündet.
Da das zweite Projektil einige Zoll entfernt vom Ziel aus dem Abschussprojektil
freigesetzt werden kann, können
auch größere Projektilverteilungen
und folglich Versorgungskreiswege am Ziel erreicht werden.
- c) Ein Verzögerungsschalter
mit einer ausreichend kurzen Zeitverzögerung, dass verhindert ist,
dass ein Mensch das anhaftende Abschussprojektil vom Ziel herauszieht,
bevor die Hochspannungsausgabe aktiviert ist, aber von ausreichender
Länge,
um die Hochspannungsaktivierung, pyrotechnische Zündung und
den Austritt des zweiten Projektils aus der gewinkelten Abschussbohrung
zu verzögern,
bis das Abschussprojektil mit dem Ziel in Kontakt ist, kann auch verwendet
werden. Diese Verzögerung
verhindert auch, dass die statische Anziehung die feinen Drähte während des
Flugs verzwirbelt und wegen ungeeigneter Isolierung der Wände der
Drähte
die Gefahr von Kurzschlüssen
auftritt. Das zweite Projektil kann auch durch die Kraft eingegengesetzter
Permanent- und/oder Elektromagneten freigesetzt werden oder durch
Federn freigesetzt werden. Die Federn können elektronisch oder elektromechanisch
ausgelöst
werden. Dies schließt
auch die Möglichkeit
aus, dass irgendwelche Kohlenstoffspuren Kurzschlüsse über die
Patronenoberfläche
auslösen.
Der Schaltkreis kann auch durch einen Bewegungsdetektor aktiviert werden,
der an der Entladungskapsel angebracht ist.
-
Die
verbesserte Waffe zur Immobilisierung und Festnahme gemäß der vorliegenden
Erfindung stellt ein größeres Projektil
zur Verfügung,
das auch Verbindung des Projektils mit dem Ziel durch nicht invasive
Mittel erlaubt, wie Klebstoffen anstelle von potentiell die Haut
durchdringenden Pfeilen. Dies macht Verletzungen am Ziel oder Unbeteiligten,
wie Augenverletzungen, viel weniger wahrscheinlich, da der abgeschossene
Pfeil mit dem Abschussprojektil, das am Ziel anhaftet, eng verknüpft ist,
in der Praxis mit nur zwei und einem halben Fuß (0,76 m) Draht in funk tionellen
Ausführungsformen,
die bisher getestet wurden. Das größere Projektil erlaubt auch
Raketenantrieb, was das Potential zur Reduzierung der erforderlichen
Kraft an der Abschussvorrichtung zum Ausstoß des Projektils zum Ziel aufweist,
wodurch die Möglichkeit
reduziert wird, dass die Versorgungsverbindungsdrähte umschnappen,
wenn das Geschoss aus der Abschussmündung herauskommt. Dies kann auch
ermöglichen,
dass Kraftfaktoren ausreichend gesenkt werden, dass der Schaltkreis
vollständig
im Geschoss enthalten ist und Verdrahtung mit einer Fernversorgung
vollständig
eliminiert ist. Ferner wirkt die Aufprallkraft der größeren Projektile
zum Destabilisieren des Ziels, was Kampfunfähigkeitseffekte der elektronischen
Ausgaben beschleunigt und verstärkt. Die
begrenzte Anbindung von 2 ½'' (0,76 m) am abgeschossenen Pfeil ist
ausreichend kurz, um beiden Pfeilen Kontakt und Anhaftung an einer
breiten Vielfalt von Haustieren zu ermöglichen und sie zu immobilisieren,
wenn richtig berechneter Austrittswinkel, Impulswiederholungsrate
und Energie gegeben sind. Außerdem
es ist mit der begrenzten Anbindung, die sich am Ziel abtrennt,
nicht wahrscheinlich, dass der Abtrennpfeil abschwenkt und das Ziel
verfehlt, wenn der Abschussteil der Waffe beim Schießen nach rechts
oder links geneigt wird. Da außerdem
die gesamte Versorgungsverbindung aus der Feuerungsöffnung ausgestoßen wird,
kann kein Kohlenstoffaufbau in der Öffnung mehr zu Kurzschlüssen des
Ausgabebogens führen.
-
Das
Waffensystem der vorliegenden Erfindung, mit dem Projektil, kann
als feste Munition geladen werden und das Projektil durch den Lauf
herkömmlicher
Waffen ausgegeben werden. Die Projektile können auch aus elektrisch isolierenden
Abschussrohren oder Entladungskapseln abgeschossen werden (oft und
ungenau als Granatenabschussvorrichtung bezeichnet), die auf die
Laufenden einer Vielfalt von herkömmlichen Vorrichtungen aufgesetzt werden
können,
wie Gewehren, Flinten, Pistolen, Granatenabschussvorrichtungen,
Leuchtkugel- und anderen Signalpistolen und Luft- oder anderen Gaswaffen
(wobei Farbkugelge wehre besonders für diesen Zweck geeignet sind).
Die Abschusskraft kann durch die Ausdehnung von Gasen bereitgestellt
werden, zum Beispiel durch Zündung
einer Abschusspatrone, die in ein Gewehr, Pistole, Granatenabschussvorrichtung
oder Leuchtmunitionspistole geladen ist. Die Entladungskapseln können eine
einmal verwendbare Wegwerfkonstruktion sein oder wiederverwendbare
Vorrichtungen ähnlich
den Entladungskapseln, die derzeit zum Abschießen von Sprengstoffgranaten und/oder
CS-Dosen aus Feuerwaffen wie Gewehren und Pistolen verwendet werden.
Die wiederverwendbaren Vorrichtungen haben den Vorteil, dass sie
andere weniger tödliche
Projektile wie CS-Dosen und Bohnenbeutel abschießen können. Selbst wenn die verschiedenen
Projektile unterschiedliches Kaliber aufweisen, können sie
mit ähnlichen
Adapatern wie sie schon zum Anpassen von 38 mm Dosen an 40 mm Entladungskapsel
hergestellt werden, aus einer einzigen Entladungskapsel abgefeuert
werden. Sowohl wiederverwendbare wie einmalverwendbare Entladungskapseln
können
so gefertigt sein, dass sie ermöglichen,
dass das Feuer durch tödliche
Munition bei eskalierender Bedrohung angepasst wird. Es können austauschbare
elektrisch isolierende Läufe hergestellt
werden, die in einer Entladungskapsel enden.
-
Es
können
Konfigurationen vorgesehen sein, worin man die Möglichkeit der zuvor beschriebenen unerwünschten
Ausfälle
und Brüche,
die bei der Isolierung eines Ausgabedrahts auftreten können und den
anschließenden
Kurzschluss des Ausgabestroms zwischen den entgegengerichteten Drähten oder
einem Draht und einem entgegengerichteten Kontakt oder der Erde,
stark reduzieren kann. Es versteht sich in der Literatur, dass sowohl
Bogenentladungen als auch Isolationsversagen typischerweise Punktentladungsphänomene sind,
die in starkem Maß von
der Elektrodengeometrie und der Ladungsverteilung auf der Elektrode
abhängen
und mit der Potentialgradientenverteilung Watt/cm2 beschrieben werden
können.
-
Wenn
daher die angehängten
Leiter wie die Platten eines Kondensators konfiguriert werden können und
eine ausreichend große
Kapazität
parallel zur sekundären
Wicklung des Versorgungsleistungstransformators erzeugt wird, kann
die Ausgabeladung so auf die Leiter verteilt werden, dass die Watt/cm2 an den Spannungspunkten der Leiter und die
Wahrscheinlichkeit einer feldverstärkten Bogenentladung oder Isolationsverlust
zwischen den entgegengerichteten leitfähigen Platten in starkem Maß reduziert
werden kann. Wie oben angeführt
kann das verbesserte Waffenabgabesystem mit paarweise entgegengerichteten
Leitern eingeschlossen in hochdielektrisches Tefzel, das die Abschussvorrichtung
in einem festen Abstand voneinander ausstößt, und so konstruiert ist,
dass sie sich nicht in einem konstanten Winkel voneinander trennen,
in einen Kondensator mit geeignetem Abstand der isoliergeschützten entgegengerichteten
Leiterplatten voneinander konfiguriert werden. Es können verschiedene
Plattenflächen,
Geometrien, Dielektrika, dielektrische Dicken und damit Kapazitäten ausgewählt werden.
Zum Beispiel kann ein einzelner Doppelleiterdraht die Versorgung
mit dem Projektil verbinden. Die Leiter können voneinander mit einer
einzigen Wand aus Tefzel getrennt sein, die 16 Millizoll dick ist
(eine dielektrische Stärke
von 32 kV). Wenn Bandleiter von 12,5 Millizoll Breite und 50 Fuß (15,25
m) Länge
verwendet werden, erzeugt dies eine Kapazität von 285 pf, gemäß C = (0,225
kA)/s. 285 pf = (0,225 × 2,7
(Konstante für Tefzel) × 7,5 Quadratzoll
(48,4 cm2) (Fläche einer Bandplatte)/0,016
Zoll (0,41 mm) (Abstand zwischen Platten). Dies führt zu einer
Speicher- und Plattenverteilungskapazität von 0,36 Joule Energie bei
aufgebrachten 50 kV, gemäß En (CE2)/2, 0,36 = (0,000000000285 × 2.500.000.000)/2.
Solche Drahtkondensatoren können
leicht in einer kleinen verdeckt zu tragenden Waffe auf zylindrischen
Wicklungen ähnlich
der gebräuchlichen
Herstellungskonfiguration von Mylar-Folienkondensatoren untergebracht werden.
Es können
in der Tat viel längere
und breitere Drahtkondensatoren in der Waffe untergebracht werden.
Längen
von 500 Fuß (152,5
m) und Breiten von 2 Zoll (5,1 cm) sind vorstellbar. Andere Materialien oder
Verbundstoffe, wie Mylar mit einem dielektrischen Nennwert von 2,4
und einer dielektrischen Stärke
von 5 kV/Millizoll können
als Kondensatordielektrikum verwendet werden oder Evakuierung kann ein
praktisches Vakuumdielektrikum erzeugen. Diese Kondensatoren können in
andere hochdielektrische und hochabrasive Isolatoren eingehüllt werden.
Jeglicher nicht ausgebreitete Draht, der aufgewickelt in der Waffe
verbleibt, kann noch als Kapazität
wirken. Platte(n) und zusätzliches
Dielektrikum können
zwischen einen Leiter und das Projektil und/oder die Abschussvorrichtung
eingefügt
werden, wo der Leiter und das Projektil und/oder die Abschussvorrichtung sich
zur Erhöhung
der Kapazität
verbinden. Selbst eine Kapazität
mit einer sehr geringen Speicherkapazität, viel geringer als die erwartete
Schaltkreisleistung von 0,3 bis 1 Joule pro Impuls, können die
verbleibende Energie an einem Punkt ausreichend reduzieren, um Spannungsdurchbruch
und unerwünschte Bogenentladung
oder Isolationsverlust zu verhindern. Es ist eine minimale Kapazität von 95
pf erforderlich. Dies führt
zu einer minimalen Speicher- und Verteilungskapazität von ungefähr 0,025
Joule oder ungefähr
1 % der minimalen erwarteten Energie eines TASER®-Impulses
bei aufgebrachten 50 kV. Eine minimale Einzelplattenfläche von
2,4 Zoll (6,1 cm) sollte für
Energieverteilungszwecke vorhanden sein. Wenn ein mit Tefzel isolierter
zylindrischer Leiter verwendet wird, kann sich die Kapazität natürlich in
einem gewissen Maß von
den obigen Berechnungen unterscheiden, aber eine Reduzierung der
Wahrscheinlichkeit von Kantenpunktentladungen sollte das kompensieren.
-
Wenn
die Impedanz am Ziel zu groß ist,
dass die überspringende
Versorgungsleistung den Schaltkreis durch das Ziel schließen kann,
schließt
sich der Kreis durch das, was im Wesentlichen ein selbstentladender
Resonanzkreis ist. Der Resonanzkreis ist bevorzugt nicht in Resonanz
und tritt nicht schnell durch das Dielektrikum des Kondensators.
Selbst eine Öffnung
ohne anschließenden
Isolationsverlust belastet den Kreis. Dies kann zu Leistungstransformatorausfall
und anderen Schäden von
zusammenbrechenden Hochspannungsfeldern, die in Schaltkreiskomponenten
zurückwirken,
führen.
Selbstverständlich
entwickelt sich, wenn die Bogenausgabe gleich oder später in der
Lage ist, sich durch das Ziel zu schließen, diese Kapazität entweder
niemals signifikant, weil sie durch das Ziel kurzgeschlossen wird oder
durch das Ziel abgeleitet wird und keine echte Bedeutung für die Schaltkreisfunktion
besitzt. Bei dem Abgabesystem wie es bei der verbesserten Waffe
beschrieben ist, muss die Leistungsabgabe der Waffenversorgung jedoch
modifiziert werden. Funktionelle Ausführungsformen solcher doppelter
Leiterdrähte
wurden schon konstruiert und erfolgreich getestet. Eine Länge von
siebenundzwanzig Fuß des doppelten
Leiterdrahts mit einer 8 Millizoll Wand aus Tefzelisolation zwischen
den Leitern wurde konstruiert. Die einzelnen Leiter wurden voneinander über sechs
Zoll entlang der Länge
des Drahts an beiden Enden getrennt. Ein Impuls von 50 kV, 10 Watt,
7 pps Strom bei 1,43 Joule pro 4 Mikrosekunden wurde auf den Draht
und einen Luftspalt von 4 ½ Zoll
(11,4 cm) aufgebracht. Der Kreis wurde in Schüben von 5 Sekunden AN und 5
Sekunden AUS aktiviert. Wie erwartet wurde kein Überspringen des Stroms durch den
Luftspalt beobachtet. Bei 10 Versuchen trat in einem Mittelwert
von 21,2 Sekunden keine Isolationsunterbrechung auf.
-
Die
selben Leiter, getrennt in zwei Drähte, wurden so konfiguriert,
dass sie einander an einem einzigen Punkt mit 8 Millizoll Tefzelisolator
dazwischen kreuzen. Wenn Energie durch die Drähte und einen 4 ½ Zoll
(11,4 cm) Spalt unter ansonsten identischen Bedingungen wie im obigen
Test aufgebracht wurde, trat Isolationsunterbrechung im Mittelwert
von nur 20 Millisekunden in 10 Versuchen auf.
-
Es
wurde schon lange beobachtet, dass bestimmte Materialien, die ansonsten
als äußerst starke
elektrische Isolatoren klassifiziert werden, große elektrische Ströme durchlassen,
wenn sie sich bei hoher Frequenz bewegen, insbesondere wenn auch hohe
Spannung auftritt. Eine frühe
Beschreibung dieses Phänomens
kann auf den Seiten 5–6
der Arbeit von Nikola Tesla: Experiments with Alternate Currents
of High Potential and High Frequency gefunden werden, ein Bericht,
der vor der Institution of Electrical Engineers, London gehalten
und in Buchform von W.J. Johnson & Co.,
Ltd. im Jahr 1892 veröffentlicht wurde.
Auf den Seiten 5–6
berichtet Tesla „here,
once more, I attach these two plates of wire gauze to the terminals
of the coil, I set them a distance apart, and I set the coil to
work. You may see a small spark pass between the plates. I insert
a thick plate of one of the best dielectrics between them, and instead
of rendering altogether impossible, as we are used to expect, I
aid the passage of discharge, which, as I insert the plate, merely
changes in appearance and assumes the form of luminous streams". (hier bringe ich
wiederum diese beiden Platten aus Drahtgaze an den Enden der Spule
an, stelle sie in einen Abstand zueinander, und setze die Spule
in Betrieb. Sie können eine
kleinen Funken zwischen den Platten passieren sehen. Ich setze eine
dicke Platte aus einem der besten dielektrischen Stoffe dazwischen,
und anstatt das Ganze unmöglich
zu machen, wie wir es gewöhnlich erwarten,
unterstütze
ich den Durchtritt der Entladung, die, wenn ich die Platte einsetze,
nur das Aussehen verändert
und die Form von leuchtenden Strömen
annimmt). Siehe allgemein Nikola Tesla, Colorado Spring Notes 1899–1900, © Nikola
Tesla Museum, Belgrad, Veröffentlich
von Nolit, Belgrad, Yugoslawien.
-
Das
Tefzel, das zum Isolieren der TASER®-Leiter
verwendet wird, ist ein Mitglied der Teflonmaterialfamilie (Ethylen-Propylen-Chlorinat-Polymere)
mit einem zusätzlichen
Polyethylenmolekül
in einem Teil der Kette, was ihm bessere Abriebfestigkeitsqualitäten als
einigen der anderen Teflone gibt. Experimente zeigen an, dass selbst
wenn Tefzel auf Dicken extrudiert wird, die bei seinem dielektrischen Nennwert
gegen die elektrische Leistung von 50 kV des TASERs vollständig isolieren
sollte, große
Mengen an Leistungsabgabestrom durch das Tefzel und zwischen den
entgegengerichteten Leitern geleitet werden, wenn sie nahe zueinander
platziert werden. Die TASER-Ausgabeimpulse, die man annehmen könnte, weil
sie primär
durch einen Sägezahnimpuls von
4 Mikrosekunden 1,5 kV bis 2 kV Direktstrom erzeugt werden, sind
umgekehrte gedämpfte
Gleichstromsägezahnimpulse
mit Spitzen von ungefähr
50 kV und ungefähr
4 Mikrosekunden Dauer. Die tatsächlich
beobachtete Ausgangswelle nimmt jedoch, mit Schwingung, die Form
einer gedämpften
Sinuswelle an, die bei einer Rate, aber nicht einer Dauer von einigen
Millionen Zyklen pro Sekunde auftreten. Die Wände des Tefzel wirken als Stromdurchtrittswiderstand
und es wird ein Energieverlust an den Überschlagsenden der Leiter
als signifikante Verringerung des eindringenden Bogens beobachtet.
-
Energieverlust
ist vor allem die Folge der Leitung zwischen den entgegengerichteten
Drähten,
die durch das Tefzel auftritt, statt der Folge des linearen Widerstands
gegen Stromfluss, der vom Leiter selbst geboten ist. In der Tat
können
nachts in einem unbeleuchteten Raum sehr schwache Streifen und Leuchterscheinungen
beobachtet werden, die zwischen den Drähten geleitet werden, wo sie
verknüpft
werden und wo die Kreuzungsstellen sich voneinander trennen, während sie
für das
unbewaffnete menschliche Auge bei Tageslicht oder künstlicher
Raumbeleuchtung nicht sichtbar sind. Praktische Erhöhungen der
Tefzelisolationsdicke können
die unerwünschte Leitung
und damit einhergehenden Energieverlust an den Überschlagsenden nicht signifikant
senken.
-
Dies
zeigt an, dass eine Zunahme der Abgabeleistung sekundär den Verlust
des eindringenden Bogens zwischen den Drahtenden überwinden
kann und die Abgabe einer Energie zur Kampfunfähigkeit wiederhergestellt wird.
Ein Schaltkreis mit einer Energieabgabe von 50 kV, 10 pps und 1,2
Joule/Impuls wurde ausgebildet. Fünfzig (50) Fuß (15,25
m) Drahtstücke
wurden wie zuvor beschrieben verknüpft, bevor Überschlagstromimpulse von 1 ½'' (3,81 cm) zwischen den offenen Drahten den
leicht und zuverlässig über 15 Versuche
mit einer Spalteinstellung von 2'' (5,08 cm) an der
Versorgung hergestellt werden konnten.
-
Deshalb
ist es von Bedeutung, einen Bereich der Leistungsabgabeenergie auszubilden,
der, während
er ausreichend ist, einen angemessen eindringenden Bogen auszubilden,
wenn die Abgabedrähte der
Waffe nahe beieinander und über
Dutzende von Fuß ausgedehnt
sind, nicht selbst an einem Schwellenwert ist, der Ventrikelfibrillation
bei einer normalen gesunden Person auslöst oder irreparable Schäden verursacht,
wenn die Leistung direkt vom sekundären Ausgabetransformator ohne
dazwischen liegende Verdrahtung aufgebracht wird.
-
Der
Energieausgabebereich, der bei einer normalen gesunden Person keine
Ventrikelfibrillation verursacht, aber ausreichend ist, um einen
angemessen eindringenden Impulsbogen zu ermöglichen, der das Ziel „erstarren
lässt", mit einem Kreis
von Drahtbereichen über
15'' (4,6 m) ist eine
mittlere Wattleistung zwischen 12 und 20 Watt bei 1,2 bis 2 Joule/Impuls.
-
Der
berechnete effektive Strom des TASER, wie derzeit hergestellt, beträgt 10 mA,
aber die Schwelle zum Auslösen
von Ventrikelfibrillation bei einem normalen gesunden erwachsenen
Menschen beträgt
zwischen 70–100
mA.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun weiter als Beispiel mit Bezug zu
den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine
Konzeptdarstellung der vorliegenden Erfindung ist, die als Gewehrzubehör konfiguriert
ist;
-
2 eine
Draufsicht eines Projektils gemäß der Erfindung
ist;
-
S3 eine
Unterseitenansicht des Projektils von 2 ist;
-
4 eine
Seitenschnittansicht des Projektils von 2 ist;
-
5 eine
vergrößerte Querschnittsansicht einer
zweiten Verbinderabschussanlage ist;
-
6 und 7 die
Abfolge der Terminalvorgänge
des Projektils darstellen; und
-
8 und 9 teilweise
Schnittansichten zweier alternativer Ausführungsformen eines kombinierten
Projektils und Gehäuses
gemäß der Erfindung
sind.
-
Mit
Bezug zu den begleitenden Zeichnungen ist zu sehen, dass ein Gewehr 10 verwendet
wird, um die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung zu implementieren, worin ein Projektil 12 von
einer Entladungskapsel 14 angetrieben wird, von der das
Projektil durch ein Paar Drähte 16 angebunden
ist, und worin das Projektil ein Ziel 20 getroffen hat
und dazu geführt
hat, dass Verbinder 15 und 25 mit der Oberfläche des
Ziels 20 in Kontakt kommen und daran anhaften. Die Entfernung
zwischen der Entladungskapsel 14 und dem Projektil 12 ist
mit fünfunddreißig Fuß (10,7
m) angegeben, was als beispielhafte Zahl angenommen werden kann,
die die Erfindung mindestens erreicht. Wie auch in 1 gezeigt
ist, erstrecken sich ein Paar Drähte 18 von
der Kapsel 14 zum Endstück
des Gewehrs 10. Drähte 18 können an
einer externen Energieversorgung (nicht gezeigt) angeschlossen sein,
die verwendet werden kann, um die primäre Versorgungsspannung der
Erfindung bereitzustellen. Eine solche Energieversorgung kann im Gewehr
installiert sein, wie in einer Kammer, die im Gewehrschaft eingebaut
ist oder kann auf andere Weise von der Struktur des Gewehrs oder
der Entladungskapsel 14 getragen sein. Die Natur dieses Schaltkreises
unterscheidet sich per se nicht von den Offenbarungen von Cover
und braucht daher hier nicht im Detail offenbart werden. Auch ist
in 1 besonders bemerkenswert eine Drahtanbindung 30,
die am Verbinder 25 angebracht ist, und eine ausgewählte Trennungsdistanz
zwischen den beiden Verbindern 15 und 25 vorsieht.
-
Wie
in den 2–5 zu
sehen ist, ist das Projektil 12 bevorzugt als ein allgemein
hohler Zylinder mit Endkappen 13 und 17 konfiguriert,
wobei sich an den letztgenannten der Verbinder 15 längs davon erstreckt.
Ein diagonaler Durchgang 22 erstreckt sich zwischen gegenüberstehenden
radialen Flächen
des Projektils 12 durch die Mitte des Zylinders und endet als Öffnungen
in der radialen Fläche
der Projektilwand, was am besten in den 2 und 3 zu
sehen ist.
-
Der
Durchtritt 22 ist mit Mylarband 21 überzogen,
wo er sich neben der Endkappe 13 öffnet. Das Band 21 schützt ein
Zündmittel 28,
das am besten in 5 zu sehen ist. Wie auch in 5 zu
sehen ist, sind im Durchgang 22 Styroschaum 26,
Schaumwatte 29 und Verbinderkörper 24 am Ende des
Verbinders 25 positioniert, dessen Punkt nahe der Öffnung des
Durchtgangs 22 näher
bei der Endkappe 17 liegt. Ein Metallfolienkontakt 19 steht
von dieser Öffnung zu
und über
die Endkappe 17 hervor, die neben dem Vorderende des Projektils 12 endet.
Ebenso sind im Durchgang 22 Stifte 32 und 34 positioniert.
Der Stift 34 ist zwischen Zündmittel 28 und Styroschaum 26 positioniert
und erstreckt sich durch den Styroschaum zum Stift 32.
Der letztgenannte Stift ist mit der Drahtanbindung 30 verbunden
und diese ist, wiederum, mit dem axialen Ende des Verbinderkörpers 24 verbunden.
-
Der
Terminalvorgang des Projektils 12, wenn es sich dem Ziel 20 nähert und
eingreift, ist in Abfolge in den 6 und 7 dargestellt.
Wie in 6 gezeigt ist erfolgt, wenn das Projektil 12 und
der Verbinder 15 nahe dem Ziel sind (tatsächlicher
Abstand hängt
von elektrischen Parametern und Umgebungsbedingungen ab) Überschlag
durch das Ziel zwischen Verbinder 15 und Folie 19.
Der resultierende Stromfluss durch die Drähte 16 und mit der
Metallwand des Durchgangs 22 zündet das Zündmittel 28 und treibt
den Verbinderkörper 24 durch
den Durchgang 22 und auf einem allgemein diagonalen Weg zum
Ziel 20, bis der Verbinder 25 an einer Stelle
in einem Abstand zu dem Punkt, an dem der Verbinder 15 auch
mit der Zieloberfläche
in Kontakt ist und daran anhaftet, mit der Zieloberfläche in Kontakt
kommt und daran anhaftet.
-
Dieser
sekundäre
Effekt zum Antreiben des zweiten Verbinders nur, wenn das Projektil 12 nahe dem
Ziel 20 ist, gewährleistet,
dass ungeachtet der Entfernung zum Ziel, der Abstand zwischen den
Verbindern 15 und 25 im Wesentlichen gleich ist.
Außerdem
liegt der Abstand in einem bevorzugt engen Bereich, so dass praktisch
optimale Wirkung zur Kampfunfähigkeit
des Ziel gewährleistet
ist.
-
In
der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Drahtanbindung 30 ungefähr achtzehn
Zoll lang und der Durchgang 22 ist in einem Winkel von
ungefähr
70 Grad in Bezug auf die Achse des Projektils 12.
-
Zwei
alternative Konfigurationen der Erfindung vor Aktivierung und Anbringung
an ein Gewehr sind in den 8 und 9 abgebildet. 8 stellt eine
Ausführungsform
dar, die als feste Munitionshülse
ausgebildet ist, die durch eine herkömmliche Bohrung von 38 mm oder
40 mm abgefeuert werden kann. 9 stellt
eine Ausführungsform
zum Abschießen
durch Gasexpansion in der Abschusspatrone oder dem Gehäuse in der
Kammer einer Feuerwaffe dar. Wie in 8 gezeigt
ist, ist das Projektil 12 in einem Gehäuse 38 eingeschlossen,
das zum Verbinden mit einem Gewehr durch eine Gewehrlaufschnittstelle 39 geeignet
ist. Ein Schuh 42 an der Basis des Gehäuses 38 unter dem
Projektil 12 ergibt einen Abdichtmechanismus, um effiziente
Gasexpansionswirkung zum Abschuss des Projektils 12 zu
gewährleisten.
In der Ausführungsform
von 9 wird das Projektil 12 durch Betätigung eines
Zündmittels 35 und
einer Treibmittelladung 36 vom Gewehr abgefeuert und aus
dem Gehäuse 38 abgeschossen.
Die Funktion des Zündmittels
und der Ladung in der Flinte oder dem Gewehr 10 ist herkömmlich und
wirkt wie eine Standardhülse,
wenn gewünscht
ist, dass es ein Ziel immobilisiert.